Обухова Л. К. Задания контрольных работ по резанию для

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ
ЗАДАЧА № 1
Выбрать материал для изготовления режущего инструмента при заданных условиях обработки.
Обосновать выбор материала режущей части и державки резца.
№
вар
иан
та
Материал заготовки
Вид обработки
Характер обработки
1
2
3
4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
Сталь 20Х, дв=800 МН/м
Сталь 45Х, дв=1050 МН/м2
Чугун СЧ12-32, НВ 200
Чугун КЧ30-6, НВ 160
Сталь СТ5, дв=600 МН/м2
Сталь 45, дв=610 МН/м2
Сталь нержавеющая 40Х13, НВ 200
Сталь легированная 35ХГ2, дв=850 МН/м2
Бронза БрАЖ 9-4, НВ 120
Латунь ЛК 80-3, НВ 110
Сталь нержавеющая 40Х13, НВ 200
Сталь 20Х, дв=800 МН/м2
Сталь СТ5, дв=600 МН/м2
Чугун СЧ12-32, НВ 200
Сталь СТ5, дв=600 МН/м2
Сталь 45, дв=610 МН/м2
Сталь легированная 35ХГ2, дв=850 МН/м2
Сталь 45Х, дв=1050 МН/м2
Чугун СЧ12-32, НВ 200
Сталь 20Х, дв=800 МН/м2
Чугун КЧ30-6, НВ 160
Латунь ЛК 80-3, НВ 110
Сталь СТ5, дв=600 МН/м2
Бронза БрАЖ 9-4, НВ 120
Чугун СЧ12-32, НВ 200
Чугун КЧ30-6, НВ 160
Сталь легированная 35ХГ2, дв=850 МН/м2
Сталь 45, дв=610 МН/м2
Сталь 45Х, дв=1050 МН/м2
Сталь 45, дв=610 МН/м2
Сталь нержавеющая 40Х13, НВ 200
Сталь легированная 35ХГ2, дв=850 МН/м2
Бронза БрАЖ 9-4, НВ 120
Сталь 45Х, дв=1050 МН/м2
Чугун КЧ30-6, НВ 160 Чугун КЧ30-6, НВ 160
Сталь 45, дв=610 МН/м2
Бронза БрАЖ 9-4, НВ 120
Сталь нержавеющая 40Х13, НВ 200
Сталь 20Х, дв=800 МН/м2
Латунь ЛК 80-3, НВ 110
Нарезание резьбы
Обтачивание
Подрезка торца
Обтачивание
Обтачивание
Обр-ка фасонным резцом
Прорезка паза
Отрезание
Растачивание
Растачивание
Нарезание резьбы
Отрезание
Обтачивание
Подрезка торца
Обр-ка фасонным резцом
Подрезка торца
Обтачивание
Прорезка паза
Нарезание резьбы
Отрезание
Обтачивание
Подрезка торца
Обр-ка фасонным резцом
Прорезка паза
Обтачивание
Подрезка торца
Прорезка паза
Нарезание резьбы
Обр-ка фасонным резцом
Подрезка торца
Обтачивание
Обтачивание
Подрезка торца
Обтачивание
Обр-ка фасонным резцом
Нарезание резьбы
Обтачивание
Подрезка торца
Прорезка паза
Обтачивание
2
3
Черновая
Черновая по корке
Чистовая
Черновая прерывистая
Черновая
Чистовая
Чистовая
Черновая
Черновая
Чистовая
Черновая
Чистовая
Черновая прерывистая
Черновая
Чистовая
Черновая по корке
Чистовая
Черновая
Чистовая
Черновая
Черновая по корке
Черновая
Черновая по корке
Черновая прерывистая
Чистовая
Черновая
Черновая прерывистая
Чистовая
Черновая прерывистая
Чистовая
Черновая
Черновая
Чистовая
Черновая
Чистовая
Черновая прерывистая
Черновая
Чистовая
Черновая по корке
Черновая
ЗАДАЧА № 2
Выбрать значения геометрических параметров резца для заданных условий обработки.
№
вари
анта
Материал заготовки
Вид обработки
Материал
инструмента
Сечение
стержня
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
2
Сталь 40Х , дв=630 МН/м2
Ковкий чугун, НВ 160
Сталь нерж. 12Х18Н9, НВ 160
Серый чугун НВ 220
Сталь 45ХН, дв=700 МН/м2
Бронза БрАЖН 10-4-4 НВ 170
Серый чугун НВ 190
Латунь ЛКС 80-3-3 НВ 90
Сталь 40ХНМА, дв=1000 МН/м2
Серый чугун НВ 170
Бронза БрАЖН 10-4-4 НВ 170
Сталь 40ХНМА, дв=1000 МН/м2
Сталь 40Х , дв=630 МН/м2
Серый чугун НВ 190
Латунь ЛКС 80-3-3 НВ 90
Серый чугун НВ 220
Серый чугун НВ 170
Сталь 40Х , дв=630 МН/м2
Бронза БрАЖН 10-4-4 НВ 170
Серый чугун НВ 220
Латунь ЛКС 80-3-3 НВ 90
Ковкий чугун, НВ 160
Сталь 40Х , дв=630 МН/м2
Сталь 45ХН, дв=700 МН/м2
Сталь нерж. 12Х18Н9, НВ 160
Серый чугун НВ 190
Ковкий чугун, НВ 160
Серый чугун НВ 220
Сталь нерж. 12Х18Н9, НВ 160
Сталь 45ХН, дв=700 МН/м2
Серый чугун НВ 220
Ковкий чугун, НВ 160
Бронза БрАЖН 10-4-4 НВ 170
Серый чугун НВ 220
Серый чугун НВ 190
Сталь 45ХН, дв=700 МН/м2
Сталь нерж. 12Х18Н9, НВ 160
Латунь ЛКС 80-3-3 НВ 90
Сталь 40ХНМА, дв=1000 МН/м2
Серый чугун НВ 220
3
Растачивание в упор черновое
Обтачивание на проход черновое
Подрезка торца чистовая
Обтачивание на проход чистовое
Обтачивание на проход чистовое
Растачивание на проход чистовое
Прорезка паза черновая
Обтачивание в упор чистовое
Растачивание на проход черновое
Подрезка торца втулки чистовая
Растачивание на проход чистовое
Прорезка паза черновая
Подрезка торца втулки чистовая
Растачивание в упор черновое
Обтачивание на проход черновое
Обтачивание в упор чистовое
Подрезка торца чистовая
Обтачивание на проход чистовое
Обтачивание на проход чистовое
Прорезка паза черновая
Растачивание в упор черновое
Растачивание в упор черновое
Обтачивание на проход черновое
Подрезка торца втулки чистовая
Обтачивание в упор чистовое
Прорезка паза черновая
Подрезка торца чистовая
Обтачивание на проход чистовое
Обтачивание на проход чистовое
Растачивание на проход чистовое
Обтачивание в упор чистовое
Растачивание на проход чистовое
Растачивание в упор черновое
Обтачивание на проход черновое
Прорезка паза черновая
Подрезка торца втулки чистовая
Растачивание на проход чистовое
Подрезка торца чистовая
Обтачивание на проход чистовое
Обтачивание на проход чистовое
4
Т14К8
ВК8
ВК6М
ВК6
Т30К4
Р18
ВК8
Р18
Т5К10
ВК2
ВК6М
ВК6
Т30К4
Р18
ВК8
Т5К10
ВК2
ВК6М
Т14К8
ВК8
ВК6М
ВК6
Т30К4
Р18
ВК8
Р18
Т5К10
ВК2
Т14К8
ВК8
ВК6М
ВК6
Т30К4
Р18
ВК8
Р18
Т5К10
ВК2
ВК8
Р18
5
25х25
20х30
25х40
16х25
16х25
25х25
12х20
20х20
30х30
25х40
30х30
25х40
20х20
20х30
20х20
16х25
30х30
20х20
16х25
30х30
20х20
25х40
30х30
25х25
20х30
12х20
25х40
16х25
25х40
16х25
25х25
12х20
20х20
30х30
25х40
16х25
25х25
12х20
20х20
30х30
4
Система СПИД
6
Нежесткая
Недост. жест.
Жесткая
Жесткая
Жесткая
Нежесткая
Недост. жест.
Жесткая
Нежесткая
Недост. жест.
Нежесткая
Недост. жест.
Жесткая
Жесткая
Жесткая
Нежесткая
Недост. жест.
Жесткая
Нежесткая
Недост. жест.
Нежесткая
Недост. жест.
Жесткая
Жесткая
Жесткая
Нежесткая
Недост. жест.
Жесткая
Нежесткая
Недост. жест.
Нежесткая
Недост. жест.
Жесткая
Жесткая
Жесткая
Нежесткая
Недост. жест.
Жесткая
Нежесткая
Недост. жест.
ЗАДАЧА № 3
Описать влияние конкретных факторов на скорость резания, допускаемую режущими свойствами
резца, согласно варианту.
№ варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
Факторы, влияющие на скорость резания
Величина главного угла в плане φо
Смазочно-охлаждающие жидкости
Стойкость резца Т, мин.
Физико-механические свойства обрабатываемого материала
Вид обработки
Материал режущей части резца
Глубина резания t, мм
Величина радиуса закругления вершины резца r, мм
Величина подачи S, мм/об
Величина переднего угла γо
Величина вспомогательного угла в плане φ1о
Величина заднего угла αо
Величина главного угла наклона главной репозицией кромки λо
Величина угла заострения βо
Величина угла при вершине εо
Физико-механические свойства обрабатываемого материала
Величина главного угла в плане φо
Глубина резания t, мм
Величина радиуса закругления вершины резца r, мм
Величина переднего угла γо
Смазочно-охлаждающие жидкости
Физико-механические свойства обрабатываемого материала
Величина переднего угла γо
Стойкость резца Т, мин.
Величина главного угла в плане φо
Вид обработки
Величина вспомогательного угла в плане φ 1о
Величина угла заострения β
Величина радиуса закругления вершины резца r, мм
Глубина резания t, мм
Величина заднего угла αо
Смазочно-охлаждающие жидкости
Вид обработки
Величина подачи S, мм/об
Материал режущей части резца
Величина главного угла в плане γо
Стойкость резца Т, мин.
Величина наклона главной режущей кромки λо
Материал режущей части резца
Величина угла при вершине ε о
5
ЗАДАЧА № 4
Определить, согласно варианту, силы резания Pz (Н), Py (Н), Px (Н) при продольном точении
заготовки твердосплавным резцом с пластиной Т15К6, с глубиной резания t (мм), подачей S (мм/об) и
скоростью резания V (м/мин). Обработка ведется без охлаждения. Резец имеет следующие
геометрические параметры: передний угол γо, главный угол в плане φо, радиус закругления при вершине
резца r, угол наклона главной режущей кромки λо, допускаемый износ резца по задней поверхности hз
(мм) .
№
вари
анта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
45
60
90
45
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
Материал заготовки
Сталь СТ5дв=600 МН/м
Серый чугун НВ 160
Сталь 45Х дв=750 МН/м
Серый чугун НВ 220
Сталь 38ХАдв=680 МН/м
Серый чугун НВ 170
Сталь 40ХНдв=700 МН/м
Серый чугун НВ 210
Сталь 20дв=500 МН/м
Серый чугун НВ 180
Сталь СТ5дв=600 МН/м
Серый чугун НВ 210
Серый чугун НВ 220
Сталь 20дв=500 МН/м
Серый чугун НВ 180
Сталь 45Х дв=750 МН/м
Серый чугун НВ 220
Серый чугун НВ 160
Серый чугун НВ 170
Серый чугун НВ 210
Сталь 20дв=500 МН/м
Серый чугун НВ 220
Сталь 45Х дв=750 МН/м
Серый чугун НВ 170
Серый чугун НВ 180
Сталь СТ5дв=600 МН/м
Серый чугун НВ 210
Сталь 38ХАдв=680 МН/м
Сталь 45Х дв=750 МН/м
Серый чугун НВ 160
Серый чугун НВ 170
Сталь 40ХНдв=700 МН/м
Сталь 20дв=500 МН/м
Сталь 38ХАдв=680 МН/м
Серый чугун НВ 180
Сталь СТ5дв=600 МН/м
Серый чугун НВ 160
Сталь 40ХНдв=700 МН/м
Серый чугун НВ 180
Сталь 40ХНдв=700 МН/м
t
мм
3,5
2,5
0,21
1,5
2
4,5
1,5
1
3,5
4
1
4
3,5
1,5
0,21
1
4
1
2,5
3,5
0,21
3,5
1
2,5
3,5
0,21
1,5
1,5
3,5
2,5
4
1,5
1
1,5
3,5
1
4
1,5
1
4
Режим резания
S
V
мм/об
м/мин
0,52
130
0,78
60
0,21
265
0,26
150
0,61
120
0,7
65
0,3
240
0,23
180
0,52
130
0,87
75
0,23
150
0,52
120
0,87
65
0,78
240
0,78
130
0,52
60
0,78
265
0,21
180
0,23
130
0,52
75
0,87
180
0,26
130
0,61
75
0,7
150
0,3
120
0,87
65
0,78
240
0,52
150
0,78
130
0,21
60
0,26
265
0,61
180
0,7
130
0,3
45
0,52
60
0,78
90
0,21
45
0,52
60
0,78
90
0,21
60
6
Геометрические параметры резцов
h
λо
r
φо
γ0
мм
мм
45
0
+10
+5
1
60
2
+5
+10
1
90
1
+10
0
2
45
1,5
+5
--5
2
60
2
+10
+5
1
90
2
+5
0
1
60
1
+10
--5
2
45
2
+5
--5
2
45
0
+10
+5
1
60
1,5
+5
+10
1
45
0
+10
--5
1
45
2
+5
+5
1
60
1
+10
+10
2
90
1,5
+10
--5
2
45
2
+5
--5
1
45
2
+10
+5
1
60
1
+5
+10
2
90
2
+10
0
2
45
0
+10
--5
1
60
1,5
+5
+5
1
90
0
+10
+5
2
45
2
+10
0
2
45
1
+10
--5
2
60
1,5
+5
--5
2
90
2
+10
+5
1
45
2
+5
+10
1
60
1
+10
--5
2
90
2
+5
+5
2
60
0
+10
+10
1
45
1,5
+10
--5
1
45
0
+10
+5
1
60
2
+10
+10
1
45
1
+10
0
2
60
1,5
+5
--5
2
90
2
+10
+5
1
45
2
+5
+5
1
60
1
+5
+10
2
90
2
+10
0
2
60
0
+5
--5
1
45
1,5
+10
+5
1
ЗАДАЧА № 5
Определить мощность Nр затрачиваемую на резание и момент сопротивления резанию М с. р.,
если при продольном точении заготовки диаметром D(мм) со скоростью резания V (м/мин)
используется токарно-винторезный станок модели 16К20. Глубина резания t (мм), подача S (мм/об),
передний угол резца γо, главный угол в плане φо.
№
варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
D
мм
Материал заготовки
Сталь СТ3 дв=460 МН/м2
Серый чугун НВ 220
Серый чугун НВ 200
Серый чугун НВ 190
Сталь 35ХМ дв=780 МН/м2
Сталь 40 дв=650 МН/м2
Серый чугун НВ 170
Сталь 30ХНЗА дв=800 МН/м2
Сталь 45Х дв=750 МН/м2
Серый чугун НВ 180
Сталь СТ3 дв=460 МН/м2
Серый чугун НВ 220
Серый чугун НВ 200
Серый чугун НВ 190
Сталь 35ХМ дв=780 МН/м2
Сталь 40 дв=650 МН/м2
Серый чугун НВ 170
Сталь 30ХНЗА дв=800 МН/м2
Сталь 45Х дв=750 МН/м2
Серый чугун НВ 180
Сталь СТ3 дв=460 МН/м2
Серый чугун НВ 220
Серый чугун НВ 200
Серый чугун НВ 190
Сталь 35ХМ дв=780 МН/м2
Сталь 40 дв=650 МН/м2
Серый чугун НВ 170
Сталь 30ХНЗА дв=800 МН/м2
Сталь 45Х дв=750 МН/м2
Серый чугун НВ 180
Сталь СТ3 дв=460 МН/м2
Серый чугун НВ 220
Серый чугун НВ 200
Серый чугун НВ 190
Сталь 35ХМ дв=780 МН/м2
Сталь 40 дв=650 МН/м2
Серый чугун НВ 170
Сталь 30ХНЗА дв=800 МН/м2
Сталь 45Х дв=750 МН/м2
Серый чугун НВ 180
140
160
65
45
90
70
220
85
110
30
65
85
140
90
45
70
140
65
45
110
30
160
140
90
45
70
160
220
85
90
110
30
160
85
220
70
220
65
110
30
7
t
мм
3
5,5
4,5
5
3,5
4,5
3
4
38
3
5,5
3,5
5
3
4
4,5
5
3
3,5
4,5
5,5
3
38
3,5
3
38
4,5
3
3
3
5,5
4
4,5
3
4,5
3
5
38
4
4,5
Режим резания
S
V
Мм/об
м/мин
0,87
125
0,78
70
0,7
86
0,87
75
0,7
100
0,87
82
0,7
120
0,87
92
0,61
105
0,95
70
0,57
100
0,85
82
0,87
120
0,78
92
0,7
105
0,87
70
0,7
100
0,61
82
0,95
120
0,57
92
0,85
105
0,87
70
0,78
120
0,7
92
0,7
125
0,87
70
0,7
86
0,61
75
0,95
100
0,57
92
0,85
125
0,87
70
0,78
86
0,7
75
0,87
100
0,7
125
0,61
70
0,95
86
0,57
75
0,85
100
Углы
γо
φо
+10
+5
+10
+5
+10
+5
-10
+5
+10
+5
+10
+5
+10
+5
+10
+5
-10
+5
+10
+5
+10
+5
-10
+5
+10
+10
+5
+10
+5
+10
+5
+10
+5
+10
+5
-10
+5
+10
+5
+10
45
90
60
45
90
45
60
90
45
60
60
90
45
60
60
90
45
90
60
45
60
45
45
45
90
90
60
45
45
90
90
45
60
90
45
90
90
45
60
45
ЗАДАЧА № 6
Определить скорость резания и число оборотов шпинделя станка, допускаемое режущими
свойствами резца при наружном точении заготовки диаметром D(мм). Глубина резания t (мм), подача
S(мм/об), стойкость резца Т (мин.), сечение державки резца В х Н (мм), радиус закругления вершины r
(мм).
№
вари
анта
1
Материал заготовки
2
3
Сталь жаропрочная
12Х18Н 9Т НВ 141
Серый чугун НВ 160
Сталь 20 дв=500 МН/м2
4
Серый чугун НВ 180
5
9
Сталь 40Х
дв=500 МН/м2
Бронза Бр
АЖ 9-4 НВ 120
Сталь 45 ХН
дв=750 МН/м2
Сталь 40 ХН
дв=800 МН/м2
Серый чугун НВ 200
10
Серый чугун НВ 220
11
12
Сталь 45 ХН
дв=750 МН/м2
Серый чугун НВ 180
13
Сталь 20 дв=500 МН/м
14
Сталь 40 ХН
дв=800 МН/м2
Сталь жаропрочная
12Х18Н 9Т НВ 141
Бронза Бр
АЖ 9-4 НВ 120
Серый чугун НВ 160
6
7
8
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
2
Сталь 40 ХН
дв=800 МН/м2
Сталь 40Х
дв=500 МН/м2
Сталь 20 дв=500 МН/м2
Бронза Бр
АЖ 9-4 НВ 120
Сталь 40Х
дв=500 МН/м2
Сталь жаропрочная
12Х18Н 9Т НВ 141
Серый чугун НВ 180
Серый чугун НВ 220
27
Сталь 45 ХН
дв=750 МН/м2
Серый чугун НВ 200
28
Сталь 20 дв=500 МН/м2
29
Сталь 40 ХН
дв=800 МН/м2
Бронза Бр
АЖ 9-4 НВ 120
Серый чугун НВ 200
Серый чугун НВ 160
26
30
31
32
35
Сталь жаропрочная
12Х18Н 9Т НВ 141
Сталь 45 ХН
дв=750 МН/м2
Серый чугун НВ 180
36
Серый чугун НВ 220
37
Серый чугун НВ 200
38
39
Сталь 40Х
дв=500 МН/м2
Серый чугун НВ 160
40
Серый чугун НВ 220
33
34
Заготовка
D, мм
t, мм
S, мм/с
T
Марка
резца
ВхН
Прокат
обработанная
Отливка с коркой
Прокат
обработанная
Отливка без
корки
Поковка
55
2
0,3
60
ВК8
16х25
120
80
4
3
0,8
0,5
45
90
ВК8
Т15 К6
20х30
16х25
100
2
0,3
60
ВК6
12х20
60
3
0,6
45
Т5 К10
25х25
Отливка с коркой
75
4
0,6
60
Р18
16х25
Штампованная
95
1
0,2
60
Т30 К4
16х25
Штампованная
120
2
0,3
45
Т15 К6
25х25
Отливка с коркой
95
5
0,8
90
ВК8
20х30
Отливка без
корки
Отливка без
корки
Прокат
обработанная
Прокат
обработанная
Штампованная
65
1
0,2
60
ВК2
16х25
120
2
0,3
60
Т30 К4
16х25
95
4
0,6
45
ВК6
20х30
65
3
0,6
90
ВК8
16х25
55
2
0,2
60
Т15 К6
12х20
Поковка
120
3
0,2
45
Т15 К6
25х25
Поковка
80
4
0,3
60
ВК8
16х25
Прокат
обработанная
Штампованная
100
1
0,8
60
Р18
16х25
60
2
0,5
45
ВК6
25х25
Отливка без
корки
Отливка с коркой
Штампованная
75
5
0,6
90
Т15 К6
20х30
95
120
1
2
0,6
0,2
60
60
ВК8
Т5 К10
16х25
16х25
Отливка с коркой
95
4
0,8
45
Р18
20х30
Штампованная
65
3
0,5
90
Т5 К10
16х25
Отливка с коркой
Прокат
обработанная
Отливка с коркой
100
60
2
3
0,6
0,6
60
45
Т15 К6
ВК8
12х20
25х25
100
4
0,2
60
Т30 К4
16х25
Поковка
55
1
0,3
60
ВК6
16х25
Прокат
обработанная
Отливка с коркой
120
2
0,6
45
Т15 К6
25х25
80
5
0,6
90
Т30 К4
20х30
Отливка с коркой
100
1
0,2
60
Т15 К6
16х25
Отливка с коркой
Прокат
обработанная
Отливка без
корки
Штампованная
60
75
2
4
0,5
0,3
60
45
ВК8
Т5 К10
16х25
20х30
95
3
0,6
90
Т15 К6
16х25
120
2
0,6
60
ВК8
12х20
Отливка с коркой
95
3
0,2
45
Р18
25х25
Отливка без
корки
Отливка без
корки
Штампованная
65
4
0,3
60
Т15 К6
16х25
95
1
0,6
60
ВК8
16х25
120
2
0,6
45
ВК8
95
5
0,2
90
65
1
0,2
60
Отливка без
корки
Отливка с коркой
8
Параметры резца
Форма передней
поверхности
ц0
Радиусная с
45
фаской
Плоская
60
Радиусная с
90
фаской
Плоская
45
ц10
10
r, мм
2
10
10
1
1,5
10
1
Радиусная с
фаской
Плоская
90
10
1
60
15
1
Радиусная с
фаской
Плоская
45
10
2
60
10
1
Радиусная с
фаской
Плоская
60
10
1
60
10
2
Радиусная с
фаской
Радиусная с
фаской
Плоская
90
15
1
90
10
1,5
60
10
1
Радиусная с
фаской
Плоская
45
10
2
60
10
1
Радиусная с
фаской
Плоская
45
15
1
90
10
1
Радиусная с
фаской
Плоская
60
10
1
90
15
1
Плоская
Радиусная с
фаской
Радиусная с
фаской
Плоская
60
45
10
10
2
1,5
60
10
1
90
15
1
Плоская
Радиусная с
фаской
Плоская
60
90
10
10
1
2
45
10
1,5
Радиусная с
фаской
Плоская
60
10
1
90
15
1,5
Радиусная с
фаской
Радиусная с
фаской
Плоская
Плоская
60
10
2
45
15
1
60
60
10
10
1
2
Радиусная с
фаской
Плоская
45
10
1,5
90
15
1
Радиусная с
фаской
Плоская
60
10
1
60
10
1
90
10
2
25х25
Радиусная с
фаской
Плоская
60
10
1,5
Т15 К6
20х30
Плоская
60
10
1
ВК8
16х25
Радиусная с
60
10
1,5
фаской
ЗАДАЧА № 7
На горизонтально-фрезерном станке модели 6М82Г производится цилиндрическое фрезерование
плоской поверхности шириной В (мм) и длиной ℓ (мм), припуск на обработку h (мм).
Необходимо: 1. Выбрать режущий инструмент.
2. Назначить режим резания.
3. Определить машинное время.
№
вари
анта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
Материал заготовки
Заготовка
Обработка и параметр
шероховатости, мм
В,
мм
,
мм
h,
мм
Алюминиевый сплав АЛ5 НВ 65
Серый чугун НВ 150
Сталь 45Х дв=750 МН/м2
Сталь СТ5 дв=600 МН/м2
Бронза БрАЖ 9-4 НВ 120
Сталь 35 дв=600 МН/м2
Серый чугун НВ 120
Сталь 40ХНМА дв=850 МН/м2
Латунь ЛК 80-3 НВ 110
Серый чугун НВ 200
Алюминиевый сплав АЛ5 НВ 65
Сталь 35 дв=600 МН/м2
Сталь СТ5 дв=600 МН/м2
Сталь 45Х дв=750 МН/м2
Сталь 40ХНМА дв=850 МН/м2
Серый чугун НВ 150
Алюминиевый сплав АЛ5 НВ 65
Серый чугун НВ 200
Сталь СТ5 дв=600 МН/м2
Латунь ЛК 80-3 НВ 110
Серый чугун НВ 120
Сталь 45Х дв=750 МН/м2
Сталь 40ХНМА дв=850 МН/м2
Бронза БрАЖ 9-4 НВ 120
Сталь 35 дв=600 МН/м2
Сталь СТ5 дв=600 МН/м2
Алюминиевый сплав АЛ5 НВ 65
Серый чугун НВ 200
Сталь 45Х дв=750 МН/м2
Бронза БрАЖ 9-4 НВ 120
Серый чугун НВ 150
Сталь 40ХНМА дв=850 МН/м2
Серый чугун НВ 120
Бронза БрАЖ 9-4 НВ 120
Сталь 35 дв=600 МН/м2
Латунь ЛК 80-3 НВ 110
Серый чугун НВ 150
Серый чугун НВ 200
Латунь ЛК 80-3 НВ 110
Серый чугун НВ 120
Отливка
Отливка
Поковка
Поковка
Отливка
Прокат
Отливка
Штампованная
Отливка
Отливка
Отливка
Отливка
Поковка
Поковка
Отливка
Прокат
Отливка
Штампованная
Отливка
Отливка
Отливка
Отливка
Поковка
Поковка
Отливка
Прокат
Отливка
Штампованная
Отливка
Отливка
Отливка
Отливка
Поковка
Поковка
Отливка
Прокат
Отливка
Штампованная
Отливка
Отливка
Получистовая Rz = 2
Получистовая без охлаждения Rz = 2
Получистовая с охлаждением Rz = 2
Черновая с охлаждением
Черновая по корке без охлаждения
Черновая с охлаждением
Черновая по корке без охлаждения
Получистовая с охлаждением Rz = 2
Получистовая без охлаждения
Черновая по корке без охлаждения
Получистовая с охлаждением Rz = 2
Получистовая без охлаждения
Черновая по корке без охлаждения
Черновая с охлаждением
Черновая по корке без охлаждения
Черновая с охлаждением
Черновая по корке без охлаждения
Получистовая с охлаждением Rz = 2
Получистовая без охлаждения
Черновая по корке без охлаждения
Получистовая Rz = 2
Получистовая без охлаждения Rz = 2
Получистовая с охлаждением Rz = 2
Черновая с охлаждением
Черновая по корке без охлаждения
Черновая с охлаждением
Черновая по корке без охлаждения
Получистовая с охлаждением Rz = 2
Получистовая без охлаждения
Черновая по корке без охлаждения
Получистовая Rz = 2
Получистовая без охлаждения Rz = 2
Получистовая с охлаждением Rz = 2
Получистовая Rz = 2
Получистовая без охлаждения Rz = 2
Получистовая с охлаждением Rz = 2
Черновая с охлаждением
Черновая по корке без охлаждения
Черновая с охлаждением
Черновая по корке без охлаждения
50
40
90
85
75
80
70
85
45
60
50
50
50
40
90
85
75
50
50
40
90
85
75
80
70
85
45
60
50
50
50
50
40
90
85
75
80
70
85
45
200
120
250
100
320
150
350
400
130
300
200
120
250
100
320
150
350
400
130
300
200
120
250
100
320
150
350
400
130
300
200
120
250
100
320
150
350
400
130
300
1,5
1,5
1,5
3
4
4
5
1,5
1
4,5
5
3
1,5
1
5
1,5
1
1,5
3
5
4
1,5
1
3
1,5
1
1,5
1
4
4
1,5
4
4
4
1,5
1,5
1,5
1,5
1
1,5
9
ЗАДАЧА № 8
Рассчитать и сконструировать и сконструировать согласно варианту токарный проходной
отогнутый правый резец с пластиной из твердого сплава для обтачивания вала. Диаметр заготовки D
(мм), глубина резания t (мм), подача S (мм/об), вылет резца из резцедержателя ℓ (мм), главный угол в
плане φо.
№
вариант
а
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
Материал заготовки
Сталь СТ2 дв=400 МН/м2
Сталь 7 дв=750 МН/м2
Сталь 20 НВ 150
Сталь 60 НВ 225
Сталь 65Г дв=650 МН/м2
Сталь 45Х дв=1000 МН/м2
Сталь 40ХН дв=80 МН/м2
Серый чугун СЧ32-52 НВ 243
Серый чугун СЧ21-40
Серый чугун СЧ15-32 НВ 175
Серый чугун СЧ32-52 НВ 243
Серый чугун СЧ21-40
Серый чугун СЧ15-32 НВ 175
Сталь СТ2 дв=400 МН/м2
Сталь 7 дв=750 МН/м2
Сталь 20 НВ 150
Сталь 60 НВ 225
Сталь 65Г дв=650 МН/м2
Сталь 45Х дв=1000 МН/м2
Сталь 40ХН дв=80 МН/м2
Сталь СТ2 дв=400 МН/м2
Сталь 7 дв=750 МН/м2
Сталь 20 НВ 150
Сталь 45Х дв=1000 МН/м2
Сталь 40ХН дв=80 МН/м2
Сталь 60 НВ 225
Сталь 65Г дв=650 МН/м2
Сталь 45Х дв=1000 МН/м2
Сталь 40ХН дв=80 МН/м2
Сталь СТ2 дв=400 МН/м2
Сталь 7 дв=750 МН/м2
Сталь 20 НВ 150
Сталь 45Х дв=1000 МН/м2
Сталь 40ХН дв=80 МН/м2
Сталь 60 НВ 225
Сталь 60 НВ 225
Сталь 65Г дв=650 МН/м2
Сталь 45Х дв=1000 МН/м2
Сталь 40ХН дв=80 МН/м2
Сталь 7 дв=750 МН/м2
10
D
/мм/
Т
/мм/
S
/мм/об/
/мм/
ц0
300
200
100
50
20
150
75
125
175
275
300
200
100
50
20
150
75
125
175
275
300
200
100
50
20
150
75
125
175
275
300
200
100
50
20
150
75
125
175
275
1
3
1
4
1
3
2,5
3
3
2
1
4
3
1
1
3
2,5
3
1
1
1
3
2,5
1
3
4
1
2,5
3
1
1
1
1
1
3
3
3
4
4
4
0,5
0,25
0,2
0,15
0,1
1,5
1
0,5
0,3
0,15
1,5
1
0,5
0,3
0,15
1,5
1
0,5
0,3
0,15
1,5
1
0,5
0,3
0,15
0,5
0,25
0,2
0,15
0,1
0,5
0,25
0,2
0,15
0,1
0,5
0,25
0,2
0,15
0,1
60
20
60
40
60
30
60
20
40
30
60
20
60
40
60
30
60
20
40
30
60
20
60
40
60
30
60
20
40
30
60
20
60
40
60
30
60
20
40
30
30
60
45
45
45
30
45
30
30
30
45
30
45
30
30
30
60
45
45
45
45
30
45
30
30
30
60
45
45
45
45
30
45
30
30
30
60
45
45
45

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1
Материалом для режущей части резцов могут быть быстрорежущие
стали, твердые сплавы, алмазы, эльбор. В настоящее время наибольшее
применение находят пластинки из твердых сплавов группы ТК, ВК или ТТК.
Материалом
державок
являются,
как
правило,
углеродистые
качественные конструкционные стали марок 40,45,50.
Для решения задачи № 1 можно использовать литературу [1,2, 9]
Пример № 1. Выбрать материалы режущей части державки резца,
предназначенного для предварительного нарезания резьбы на заготовке из
стали 40Х.
РЕШЕНИЕ: Для обработки заготовок из стали, рекомендуется выбирать
в качестве материала режущей части твердые сплавы группы ТК.
предварительного
нарезания
резьбы
справочник
Для
[(1,стр.117,таб.3)
Приложение 1] рекомендуется твердый сплав Т15К6 и Т14К8. Так как в
данном случае осуществляется резание по предварительно обработанной
поверхности без ударных нагрузок, принимаем сплав Т15К6.
Титановольфрамовый
двухкарбидный твердый сплав Т15К6 содержит
6% кобальта, 15% твердого раствора карбида титана и около 79% карбида
вольфрама.
Державка резца изготовляется из качественной конструкционной стали
группы 1 марки 45.
Сталь 45 имеет предел прочности при растяжении
σв = 510МН/м2,
твердость по Бринеллю в отоженном состоянии НВ 197 [9, стр. 32, таблица
1.18, Приложение 1].
11
Задача № 2
При выборе значения геометрических параметров резца следует
учитывать материал заготовки, вид обработки, материал режущей части
инструмента, сечения державки, стержня, резца и жесткой системы станокприспособление-инструмент-деталь /СПИД/.
При решении задачи № 2 следует использовать справочники [4,2,3] .
Пример №1. Выбрать геометрические параметры токарного проходного
резца
с
пластинкой
из
твердого
сплава,
предназначенного
для
предварительного обтачивания на проход безударных нагрузок заготовки из
стали 45 с пределом прочности σв = 700М Н/м2. Система СПИД – жесткая.
Размеры поперечного сечения корпуса резца 16х25 мм.
РЕШЕНИЕ
 По справочнику [4, стр.294 – 298, табл. 8.8 и 8.9, Приложение 2]
выбираем
радиусную
форму
передней
поверхности
резца,
криволинейную, с отрицательной фаской / таб.8.9,стр.295 /. Фаску
с отрицательным передним углом делают для упрочнения
режущей кромки резцов с пластинкой из твердого сплава.
Радиусная лунка обеспечивает завивание сходящей стружки.
 Передний угол γ=15º /таб.8.12.,стр.304, Приложение 2 /, для
обработки конструкционно-стойкой стали σв = 850 МПа.
 Передний угол фаски γ ф = -3 ÷ -5˚ , принимаем γф = - 3˚.
 Главный задний угол на пластине из твердого сплава α = 8˚.
 Угол наклона главной режущей кромки λ = 0º, так как
осуществляется течение без ударных нагрузок / в таблице 8.9.
величина угла λ не приведена/.
 Главный угол в плане φ =30…45˚ /таб.8.13,стр.304, Приложение 2
/, так как точение производится на проход в условиях жесткой
системы СПИД, принимаем φ = 45º.
12
 вспомогательный
угол
в
план
φ=15º
/таб.8.14.,стр.305,
Приложение 2/; обработка ведется проходным резцом с пластиной
из твердого сплава без врезания.
 радиус при вершине r = 1 мм, так как резец проходной с пластиной
из твердого сплава, с корпусом сечения 16х25 мм /таб.8.11., стр.
303, Приложение 2/.
 размеры радиусной /стружкоотводящей /лунки / таб.8.11., стр.302/:
ширина лунки В = 2÷ 2,5 мм, радиус лунки R=4÷ 6 мм, глубина
лунки h =0,1÷ 0,15 мм.
Так как, при черновой обработке снимается стружка большего сечения,
чем при чистовой обработке, принимаем наибольшее значение размеров
лунки: В = 2,5 мм, R = 6 мм, h = 0,15 мм.
Таблица 1 - Формы передней поверхности резца
13
Задача № 3
Скорость резания существенно влияет на производительность обработки
металлов резанием. Чем больше будет скорость резания, тем меньше
машинное время Т, мин. Однако скорость резания нельзя назначать без учета
конкретных условий обработки, так как при ее увеличении резко возрастает
температура в зоне резания [5]
и резко повышается интенсивность износа
резца, т.е. снижается его стойкость.
На скорость резания, допускаемую режущими свойствами инструмента,
влияют следующие факторы:
 стойкость инструмента;
 физико-механические свойства обрабатываемого материала;
 подача;
 глубина резания;
 материал режущей части инструмента;
 геометрические параметры резца;
 смазочно-охлаждающая жидкость;
 максимально-допустимая величина износа резца.
При решении задачи № 3 следует руководствоваться учебником [5] и
справочником [4] .
Пример №1. Описать влияние формы передней поверхности резца на
скорость резания, допускаемую режущими свойствами инструмента.
РЕШЕНИЕ: Форма передней поверхности резца в значительной
степени влияет на скорость резания. Наиболее часто применяемые формы
передней поверхности резцов ([4] ,таб.8.8.,8.9., стр.294-295; (Рис.1)):
 плоская форма с положительным передним углом (I);
 плоская форма с фаской (II);
 радиусная форма с фаской (III);
 плоская плоская с передним отрицательным углом (IV).
14
Форма передней поверхности пластины выбирается в зависимости от
материала заготовки и его механических свойств, от вида резца и условий
обработки. На величину скорости резания большое влияние оказывают
механические свойства материала, глубина резания и подача. Чем прочнее
материал и больше глубина резания, тем меньше скорость резания и наоборот.
Например, для обработки заготовок из чугуна рекомендуется передняя форма
– плоская с положительным передним углом
Если для резца, оснащенного пластинкой из твердого сплава, с плоской
формой передней поверхности [5] скорость резания принять равной единице,
то для передней поверхности плоской с фаской или радиусной формы с фаской
/формы II и III / поправочный коэффициент на скорость резания будет 1,15̀, а
для плоской с отрицательным передним углом γ = -10º /форма IV/ этот
коэффициент равен 1,2. Это говорит о том, что режущий инструмент имеющий
пластину с плоской передней поверхностью может использоваться
меньших скоростях резания, чем
при
инструмент, имеющий пластины с
криволинейной передней поверхностью.
15
Задача № 4
При токарной обработке в условиях несвободного резания на резец
действует противодействующая сила Р (Рис.2), которую можно разложить на
три взаимно перпендикулярные силы:
Рисунок 2
 Рz –тангенциальная сила;
 Рy–радиальная сила, действующая на механизм поперечной
подачи;
 Рх – осевая сила, или сила продольной подачи;
Все эти силы зависят от многих факторов и рассчитываются по
эмпирическим формулам:
Рz = CРz ∙ t Xpz ∙ S Ypz
∙ K Pz ∙ Vnpz
Ру = CРy ∙ t Xpy ∙ S Ypy ∙ KPy ∙ Vnpy
Рх = CРx ∙ t Xpx ∙ SYpx ∙ KPx ∙ Vnpx
где CРz, CРy, CРx, - постоянные коэффициенты, характеризующие
свойства обрабатываемого материала и другие факторы;
t - глубина резания в мм;
S - подача в мм/об;
16
V - скорость резания в м/мин.
Xpz, Xpy, Xpx, Ypz, Ypy, Ypx, nPz, nPy, nPx – показатели степеней,
характеризующие закон изменения составляющих сил резания в зависимость
от глубины резания, подачи и скорости резания.
КPz, КPy, КPx – поправочные коэффициенты, учитывающие конкретные
условия резания.
При вычислении сил поправочные коэффициенты и показатели степеней
следует назначать по справочнику [1, таб.22,23 стр.273-275, Приложение 3].
Пример. Определить силы резания Рz, Py, Px при продольном точении
заготовки из углеродистой стали 40 с пределом прочности σв = 650 МПа
резцом с пластинкой из твердого сплава Т5К10. Глубина резания t = 4мм;
подача S = 0,6 мм/об; скорость резания V = 110 м/мин. Геометрические
параметры резца: форма передней поверхности – радиусная с фаской; φ = 60º;
φ1 = 10º; α = 8º; λ = 5º; γ = 10º; τ =1м.
РЕШЕНИЕ: 1. Из справочника [1, таб.22., стр.273, Приложение 3]
выписываем коэффициенты и показатели степеней для заданных условий
обработки:
СPz=300;
XPz=1;
YPz=0,75;
nPz=-0,15;
CPy=243;
XPy= 0,9;
YPy=0,6;
nPy=-0,3;
CPx=339;
XPx=1;
YPx=0,5;
nPx=-0,4;
2. Отличие заданных условий обработки от нормативных должно быть
учтено при подсчете сил резания путем введения соответствующих
поправочных коэффициентов. Поправочные коэффициенты на характеристики
механических свойств обрабатываемого материала находим в табл. 9 и 10, стр.
264-265, Приложение 3. В табл. 23 на стр. 275 (Приложение 3) даны
поправочные коэффициенты в зависимости от геометрических элементов
резца. Приведенные выше значения коэффициентов CP и показателей степеней
Xp, YP, nP действительны лишь для точения стали с σВ = 750 МПа резцом из
твердого сплава с углом φ=45˚, γ =10˚,
17
λ =0, так как только для этих условий обработки каждый поправочный
коэффициент равен единице.
Поэтому вводим следующие поправочные коэффициенты для заданных
условий обработки:
 на характеристику механических свойств обрабатываемой стали с
σВ=650МПа
КМPz (σв/750)np;
КМPx = (σв/750)np;
nP = 0,75;
КМPz = (650/750)0,75 = 0,870,75 = 0,9;
nP = 1;
КМPx = (650/750) =0,87.
КМPy = (σВ/750)np ; nP = 1,35;
КМPy = (650|750)1,35 = 0,81,35 =0,83
 на главный угол в плане φ = 60˚.
КφPz = 0,94;
КφPy = 0,77;
КφPx = 1,11;
 на угол наклона главной режущей кромки λ = + 5˚.
 КλPz =1;
КλPy = 1,25;
КλPx = 0,85.
3. Определяем составляющую силу Pz, имея в виду, что общий
поправочный коэффициент КPz = КМpz КφPz КλPz:
PZ = 10 CPz∙ tXpz ∙ S0Ypz ∙ VnP∙ КМPz ∙ КφPz ∙ КλPz = 10 ∙ 300 ∙ 4 ∙ 0,60,75 ∙ 110-0,15
∙0,9∙0,94∙1=3417 Н .
4. Определяем составляющую силу PY:
PY = 10∙ 243∙40,9∙0,60,6 ∙110-0,3∙0,83∙0,771.25 =1220 Н.
5. Определяем составляющую силу PX:
PX = 10∙ 339∙ 4∙ 0,60,5 ∙110-0,4∙0,87∙1.11∙0,85 = 1308 Н.
18
Задача № 5
При продольном точении заготовки мощность, затрачиваемая на
резание, определяется исходя из величины силы резания Pz:
Nрез. = (Pz ∙V) /(60∙102), кВт
где Pz – сила резания (кгс);
V - скорость резания (м/мин).
Процесс обработки на данном станке возможен, если выполняется
следующее неравенство Nрез. ≤ N эф.,
где Nэф. - эффективная мощность резания.
Nэф. = Nдв ∙η ,
где η – к.п.д. станка (%);
Nдв – мощность двигателя главного движения станка, (кВт).
Момент сопротивления резанию определяется по формуле:
Мс.р. = Pz∙ D/2 (Н∙м),
где D – диаметр заготовки (мм).
При решении задачи №5 рекомендуется использовать следующую
литературу[1,
таб.22
и
23
стр.273-275,
Приложение
3],
[7,стр.421,
Приложение 4], [8, карта7, стр.48, Приложение 4].
Пример. Определить с помощью нормативов режимов резания мощность,
затрачиваемую на резание, при
обтачивании резцом из твердого сплава
заготовки из стали 40Х с σв= 700 МПа. Режим резания: t = 3,8 мм; S0= 0,7
мм/об; V = 105 м/мин. Геометрические элементы резца: φ = 45˚; γ = +10˚;
λ =0˚; r = 1мм. Диаметр заготовки D= 70 мм. Обработка ведется на токарновинторезном станке 16К20.
РЕШЕНИЕ:
Способ 1. а) По нормативам [8] определяем мощность,
затрачиваемую на резание (карта 7,стр. 48, Приложение 4). Для σв = 59…97
кгс/мм2; t до 4 мм; S0 до 0,75 мм/об и V ≈ 105 м/мин мощность табличная Nтаб.
= 7 кВт.
19
б)
Для
заданных
геометрических
элементов
резца
поправочный
коэффициент на мощность КN =1 (там же). Следовательно, Nрез. = Nтаб. =7 кВт.
в) Резание возможно при Nрез. ≤ Nэф.
г) Мощность (кВт) Nэф. = Nдв *η. По паспортным данным станка 16К20
мощность электродвигателя Nдв = 10 кВт, а КПД η = 0,75. Следовательно, Nшп.
= 10 * 0,75 = 7,5 кВт. Таким образом необходимое условие выполняется, т.е
обработка возможна [1, таб.22, таб.23 , стр. 273-275, Приложение 3].
Способ 2. а) По справочнику [1, таб.22, таб.23 , стр. 273-275,
Приложение 3] определяем
СPz = 300 ; XPz =1; YPz = 0,75; nPz = -0,15; КφPz = 1; КγPz=1; КλPz=1; КrPz =0,93.
Находим силу Pz
Pz = 10∙300∙3,8 ∙ 0,70,75∙ 105 -0,15∙1∙1∙1∙0,93 = 4156 Н (415,6 кгс).
б) Мощность, затрачиваемая на резание
Nрез = (Pz ∙ V)/ 60∙102 = 415,6 ∙105 / 60∙102 = 7,13 кВт.
в) Эффективная мощность станка 16К20 Nэф. = 10*0,75 = 7,5 кВт.
Обработка на станке возможна т.к. Nрез. ≤ Nэф. (7,13 < 7,5 ).
г) Определяем момент сопротивления резанию.
Мс.р. = Pz∙ D/2 = 4156 70/2 ∙10-3 = 145,5 Н∙м.
20
Задача №6
В зависимости от обрабатываемого материала, вида заготовки, условия
обработки, а также от материала режущей части резца, его параметров
определить
скорость
резания,
допускаемую
режущими
свойствами
инструмента. По найденной скорости определить частоту вращения шпинделя
станка.
Скорость резания, допускаемая режущими свойствами инструментов,
определяется по эмпирической формуле:
Vи = (Cv / (tXv ∙ SYv ∙ Tm )) ∙ Kv м/мин,
где
Cv – коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал и
условия обработки;
t - глубина резания в мм;
S - подача в мм/об;
Т - стойкость резца в минуту;
Xv, Yv - показатели степеней;
m – показатель относительной стойкости резца.
Коэффициент Kv = Кмv ∙ Кпv ∙ Киv ∙ Кφv ∙ Кφ1v ∙Кrv
Где
Кмv
–
коэффициент,
учитывающий
механические
свойства
обрабатываемого материала;
Киv – коэффициент, учитывающий материал резца;
Кпv – коэффициент, учитывающий наличие корки у заготовки;
Кφv – коэффициент, учитывающий величину главного угла в плане;
Кrv – коэффициент, учитывающий величину радиуса закругления при
вершине резца.
При решении задачи № 6 можно использовать литературу [(1, стр.269271, табл.17,18; стр.261-263, таб.1-6), 9, стр. 213 – 216, Приложение 5]
21
Пример. Определить скорость резания и частоту вращения шпинделя,
допускаемую режущими свойствами резца при продольном точении заготовки
из легированной стали 20ХН с пределом прочности σВ = 600 МПа. Заготовка –
прокат горячекатаный диаметром D = 100 мм. Резец, оснащенный пластинкой
из твердого сплава Т14К8; сечение державки 16 х 25 мм; глубина резания t =
2,5 мм, подача S = 0,5 мм/об, период стойкости резца Т = 60 мин.
Геометрические параметры резца: форма передней поверхности – радиусная с
отрицательной фаской, φ = 60º, φ1 = 10º, r = 1 мм.
РЕШЕНИЕ:
1. Допустимая резцом скорость резания [1, стр.265, Приложение 5] :
Vи = (Cv / (tХv ∙ SYv ∙Tmv ))∙ Kv м/мин.
2. Из таблицы 17
(стр.269-270, Приложение 5) выписываем значение
коэффициента Cv и показатели степеней Xv, Yv . Для наружного, продольного
точения заготовки из конструкционной стали, с пределом прочности σв = 750
МПа, при подаче S от 0,3 … 0,7 мм/об и марке пластины из твердого сплава
Т15К6
(с
последующим
введением
поправочного
коэффициента,
учитывающего применяемую марку твердого сплава Т14К8 ); Cv = 350, Хv =
0,15, Yv = 0,35, m= 0.2.
3. Приведенные значения коэффициента Сv и показателей степеней
действительны
лишь
для
наружного
продольного
точения
резцами,
оснащенными пластинами из твердого сплава Т15К6, с углом в плане φ = 45˚,
при обработке поверхности без корки и σв = 750 МПа для конструкционной
углеродистой стали, так как для этих условий обработки каждый поправочный
коэффициент равен единице (табл.5,6,18, Приложение 5).
4. Из числа заданных в примере условий обработки от нормативных
отличается предел прочности стали σв = 600 МПа, состояние поверхности
заготовки (прокат с коркой), марка твердого сплава (Т14К8) и угол φ (60º).
Вводим поправочные коэффициенты на скорость главного движения резания,
учитывающие измененные условия обработки.
22
Поправочный
механических
коэффициент
свойств
Кмv,
учитывающий
обрабатываемого
влияние
материала
физико-
(таб.1,стр.261,
Приложение 5):
Кмv = Кг (750/σв)nv. Коэффициент Кг характеризует группу стали по
обрабатываемости. Для хромоникелевой стали марки 20ХН Кг = 0,8 (таб.2,
стр.262, Приложение 5). Находим показатель степени nv
для резца с
пластиной из твердого сплава (табл.2, стр.262, Приложение 5) nv =1.
Кмv = 750/600 = 1,25;
Киv = 0,8 (таб.6, стр.263);
Кпv = 0,9 (таб.5, стр.263);
Кrv = 0,94 (таб.18, стр.271);
Кφv = 0,9 (таб.18,стр.271);
Кφ1v = 1.
5. Таким образом, для заданных условий точения скорость резания,
допускаемая резцом:
Vи = (Cv / (tXv ∙ SYv ∙ Tmv )) ∙ Kмv ∙ Kпv ∙ Kиv ∙ Kφv ∙ Кφ1v
Подставляем
значения
коэффициентов
и
показателей
степеней,
получаем:
Vи = 350 / (2,50,15 ∙ 0,50,35 ∙600,2) 1,25 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙0,94∙ 0,9 = 131 м/мин.
6. Определяем частоту вращения шпинделя станка
n = 1000 Vи / π ∙ D
об/мин.
Где D – диаметр обрабатываемой заготовки в мм
n = 131000 / 3,14 ∙ 100 = 417,19 об/мин.
23
Задача № 7
Фрезерование
является
одним
из
высокопроизводительных
и
распространенных методов обработки материалов резанием. При этом
используется фреза – многозубый инструмент.
Выбор режущего инструмента производится на основе материала
заготовки, вида обработки, глубины резания (припуска), шероховатости
поверхности и ряда других факторов. При обработке плоскостей на
горизонтально-фрезерных
цилиндрическую
фрезу.
станках
предпочтительней
Цилиндрическая
фреза
выбирать
характеризуется
следующими размерами:
D – наружный диаметр фрезы (мм);
d – диаметр посадочного отверстия под оправку (мм);
z – число зубьев фрезы;
L – длина фрезы (мм), зависит от ширины обрабатываемой поверхности.
Все
перечисленные
выше
параметры
цилиндрической
фрезы
выбираются по ГОСТу в справочнике.
Скорость резания, допускаемая режущими свойствами фрезы, при
фрезеровании определяется как по эмпирическим формулам, так и по
справочникам. При решении предложенной задачи допускается использование
табличных значений скорости резания
(Vтабл.) V = Vтабл. ∙ Кv м/мин.,
где Кv – общий поправочный коэффициент на скорость резания.
Машинное время Тм при фрезеровании определяется по формуле:
Тм = L / Sм; L = l + Y + ∆ ,
где Sм – подача в минуту (мм/мин);
l – длина обрабатываемой поверхности в (мм);
Y – длина врезания фрезы в (мм);
∆ - длина перебега фрезы в (мм).
24
При решении задачи № 7 рекомендуется пользоваться литературой [ 1,
стр.281-292 ], [4, стр.320-351], [ 8 ], [6], (9), Приложение 6.
Пример. На горизонтально фрезерном станке модели 6Т82Г производится
цилиндрическое фрезерование плоской поверхности шириной В = 75 мм и длиной
L = 300 мм; припуск на обработку h = 3 мм. Обрабатываемый материал – сталь
40Х с σв = 680 МПа ( ≈ 68 кгс/мм2); заготовка – поковка. Обработка
предварительная; охлаждение эмульсией. Необходимо:
1. Выбрать режущий инструмент.
2. Назначить режим резания с использованием таблиц или допускаемую
фрезой скорость главного движения резания
Vи и главную
составляющую силы резания Pz подсчитать по эмпирическим
формулам.
3. Определить машинное (основное) время.
РЕШЕНИЕ: 1. По нормативам [8] или справочнику (9, Приложение 6)
выбираем фрезу, устанавливаем ее геометрические параметры. Принимаем
цилиндрическую фрезу со вставными ножами из быстрорежущей стали Р6М5. Изза отсутствия в используемых нормативах рекомендаций по применению
быстрорежущей стали Р6М5 расчет режима резания производится для
быстрорежущей стали Р18, имеющей примерно ту же режущую способность. При
работе с глубиной резания до 5 мм применяют в основном цилиндрические фрезы
диаметром 60-90 мм ([9], стр.408, таб.17.5, Приложение 6).
Для данного случая, при снятии припуска за один проход целесообразно
применить стандартную фрезу диаметром D = 90 мм с числом зубьев Z = 8
( 8, карта 113, стр.248-249; 9, стр. 416 -418, Приложение 6). Геометрические
элементы фрезы принимаем по Приложению 6, табл. 17.6 : γ = 15º; α = 12º.
2. Назначаем режим резания. Припуск снимается за один проход;
следовательно, t = h = 3 мм.
По (8, карте 132, стр. 247 или 9, стр. 473 -474, табл. 19.6, 19.7,
Приложение 6) назначаем подачу Sz. Для станка мощностью 7 кВт со средней
жесткостью системы СПИД Sz = 0,12… 0,2 мм/зуб; принимаем Sz= 0,2 мм/зуб.
25
3. Назначаем период стойкости фрезы (таб.2, стр.204, Приложение 6,
таб. 17.7). Для цилиндрической фрезы с D =90 мм со вставными ножами из
стали Р18 рекомендуется период стойкости Т = 180 мин. Допустимый износ
фрезы по заданной поверхности hз = 0,6 мм (Приложение 6, таб. 17.8).
4. Определяем скорость
главного движения резания, допускаемую
режущими свойствами фрезы (карта 133, стр.248,249, Приложение 6, таб. 19.8,
19.9, 19.10, 19.11, Приложение 6). Для D = 90мм, В = 41…130 мм, t = 3 мм, Sz
до 0,24 мм/зуб Vтаб. = 37 м/мин. Учитываем поправочные коэффициенты на
скорость (там же);
Кпv = 0,85, так как обработка ведется по корке стальной поковки с σв = 680
МПа;
Кмv
=
0,9,
выбирается
в
зависимости
от
группы
и
механической
характеристики стали.
Скорость резания Vи = Vтаб. ∙ К пv ∙ К мv = 37∙ 0,85 ∙ 0,9 = 28,4 м/мин
5. Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости
резания: n = 1000 ∙V / (π ∙ D) = 1000 ∙28,4 / (3,14 ∙ 90) = 101 об/мин.
Корректируем частоту вращения по паспорту станка и устанавливаем
действительную частоту вращения n дейст. = 100 об/мин.
6. Действительная скорость резания:
V действ. = (π ∙ D ∙ n действ.) / 1000 = (3,14 ∙ 90 ∙ 100) / 1000 = 28,3 м./мин.
7. Определяем машинное время:
Т м = L /Vs ;
L = l + y + Δ мм.
Длина врезания определяется по формуле:
y = t ( D  t ) = 3(90  3) = 16 мм.
Перебег ∆ = 1 ÷ 5 мм; принимаем 3 мм;
l = 300 мм –длина
обрабатываемой поверхности заготовки. Тогда L = 300 + 16 + 3 = 319 мм.
Скорость движения подачи (старое обозначение Sм) Vs = 0,2 ∙ 8 ∙ 100 =
160 мм/мин. Эта величина полностью
станка, тогда: Тм = 319 / 160 = 1,99 мин.
26
совпадает с паспортными данными
Задача № 8
Наиболее распространенными токарными резцами являются резцы
призматические общего назначения, которые в свою очередь подразделяются
на проходные прямые (левые, правые), проходные упорные, подрезные
(торцевые), расточные для
сквозных и
глухих отверстий, отрезные,
галтельные, затыловочные, резьбовые и специальные.
Рабочая часть резцов характеризуется инструментальным материалом,
твердостью, формой, размерами, способом присоединения к корпусу.
Материал рабочей части – быстрорежущие стали (63-66 НRCЭ), твердые
сплавы,
минералокерамика,
сверхтвердые
синтетические
и
природные
материалы. Форма и размеры рабочей части резцов зависят от их назначения и
формы и размеров пластин, выпускаемых централизованно. Рабочая часть
резца в большинстве случаев представляет собой пластину из твердого сплава,
которую крепят на резцах следующими способами: напайкой непосредственно
на корпус; механически; с помощью сил резания; механическим креплением
вставки с напаянной пластиной.
Геометрические элементы токарных лезвия определяют по литературе
[2, 4, 8, 9] или другим справочникам по обработке материалов резанием.
Корпус резцов (державка) характеризуется формой
поперечного
сечения,
материалом,
твердостью.
Форма
и размерами
сечения
–
прямоугольная, квадратная или круглая – зависит от назначения резца.
Прямоугольную форму с отношением Н х В = 1,6 имеют чистовые
резцы, с отношением Н х В = 1,25 – у черновых резцов. Квадратная форма – у
автоматно-револьверных и расточных резцов, круглая форма – у расточных и
резьбовых резцов. Размеры поперечного сечения корпуса резца выбирают в
зависимости от силы резания, материала корпуса, вылета резца и других
факторов. Нормализованные размеры поперечного сечения корпуса резцов
выбирают по ГОСТу.
27
Взаимное расположение рабочей части и корпуса следующее: у
токарных резцов вершина резца располагается на уровне верхней плоскости
корпуса, у строгальных резцов – на уровне опорной плоскости корпуса, у
расточных резцов с корпусом круглого сечения – по оси корпуса или ниже ее.
Корпус отрезных резцов в зоне резания может иметь несколько большую
высоту (для увеличения прочности и жесткости).
Материалом
державок
является,
как
правило,
углеродистая
конструкционная сталь 45 ,50 (ГОСТ 1051-73 или ГОСТ 1050-74), стали 40Х,
45Х (ГОСТ4543 – 71), или инструментальные стали У8, У10.
Основные размеры резца из твердого сплава приведены в ГОСТ 1887773, ГОСТ 18884-73.
Ширина В или диаметр d поперечного сечения корпуса определяются
по формулам:
прямоугольное сечение (Н≈ 1,6 В) В = 3√ (6 PZ ∙ ℓ ) / (2,56 ∙ σ и. д ) , мм;
квадратное сечение (Н=В)
В = 3√ (6 РZ ∙ ℓ) / σи. д , мм;
круглое сечение d = 3√ (10 Рz ∙ ℓ) / σ и. д , мм,
где Рz – главная составляющая силы резания, кгс;
ℓ – вылет резца из резцедержателя, мм;
σ и.д – допускаемое напряжение на изгиб материала корпуса, кгс/мм2; для
корпуса из незакаленной углеродистой стали σи.д = 200…300 МПа (≈ 20..30
кгс/мм2), для корпуса из углеродистой стали подвергнутого термической
обработке по режиму быстрорежущей стали, σи.д можно максимально
увеличить в 2 раза, при прерывистом процессе снятия стружки и скоростном
резании принимают σи.д = 100…150 МПа (≈ 10..15 кгс/мм2).
При расчете отрезных резцов на прочность учитывают, что опасным
сечением отрезного резца является место перехода от рабочей части к корпусу.
Для резцов с наиболее часто встречающимся соотношением размеров сечения
Н/В = 1,6 ширина опасного сечения В = PZ ∙ ℓ / 36 ∙ σи.д , мм.
Высота сечения резца Н определяется по формуле Н = 1,6 ∙ В.
28
Максимальная нагрузка, допускаемая прочностью резца при известных
размерах сечения державки резца:
для резца прямоугольного сечения Pz доп. = (В∙ Н2 ∙ σи.д) / 6 ∙ ℓ , кгс;
для резца круглого сечения Pz доп. = (π ∙ d2 ∙ σи.д )/32 ∙ ℓ ≈( d2 ∙ σи.д) /10∙ℓ.
Максимальная нагрузка, допускаемая жесткостью резца, определяется с
учетом допустимой среды прогиба резца:
Рz жестк. = (3f ∙ E ∙ J) / ℓ3 (кгс) ,
где f – допустимая стрела прогиба резца в миллиметрах; при
предварительном точении, f = 0,1 ∙ 10-3 м (≈ 0,1 мм), при окончательном
точении f =0,05 ∙ 10 -3 м (≈ 0,05 мм);
Е – модуль упругости материала резца в кгс/мм2 (для углеродистой стали
Е = 1,9 ∙ 10 11 ÷ 2,15 ∙ 10 11 Па = 1,9 ∙ 10 5 ÷ 2,15 ∙ 10 5 МПа (≈ 19 500 ÷ 21 500
кгс/мм2);
J – момент инерции сечения державки (для прямоугольного сечения
В∙Н3/12 , для круглого сечения 0,05 ∙ d4);
ℓ – вылет резца (расстояние от вершины резца до рассматриваемого
(опасного) сечения), мм.
Необходимо, чтобы величина силы Рz была чуть меньше максимально
допустимых нагрузок Рz и Рz жестк. или равна им:
Рz доп. ≥ Рz ≤ Рz жестк.
После расчета инструмента выполняется его рабочий чертеж, на котором
указываются
основные
данные,
необходимые
для
изготовления
сконструированного резца. Чертеж должен удовлетворять всем требованиям
ЕСКД.
При решении задачи № 8 следует руководствоваться литературой [1, 4].
Пример. Рассчитать и сконструировать составной токарный проходной
резец с пластинкой из твердого сплава для чернового обтачивания вала из
стали 45 с пределом прочности σв = 750 МПа (≈ 75 кгс/мм2). Диаметр
заготовки D = 80 мм, глубина резания t = 3,5 мм, подача S = 0,2 мм/об, вылет
резца ℓ = 60 мм, главный угол в плане φ = 45º.
29
РЕШЕНИЕ:
1. В качестве материала для державки резца выбираем углеродистую
сталь 50 с σв = 650 МПа (≈65 кгс/мм2) и допускаемым напряжением на
изгиб σи.д = 200 МПа (≈20 кгс/мм2).
2. Сила резания. Для расчета силы резания по данной формуле
необходимо использовать [1, том 2, стр.273-275, таб. 22,23, Приложение
3].
Рz = 9,81 ∙ СPz ∙ tXpz ∙ SYpz ∙ КPz = 9,81 ∙ 300 ∙ 3,5 ∙ 0,30,75 ∙ 1 = 4170 Н
(≈ 451 кгс),
где КPz – суммарный поправочный коэффициент, для предварительных
расчетов принимаем КPz=1.
3. Ширина прямоугольного сечения державки резца при условии, что Н
= 1,6 В.
В = 3√ 6 Pz ∙ ℓ/ 2,56 ∙ σ и. д =
3
√ 6∙ 415 ∙ 60 /2,56 · 20 ≈ 14,3 мм.
Принимаем ближайшую по ГОСТу большую ширину державки В=16
мм. Высота державки резца Н = 1,6 ∙ В = 25,6 мм. По ГОСТу 10224-72
принимаем Н = 25 мм.
4. Проверяем жесткость и прочность резца:
максимальная нагрузка, допускаемая прочностью резца:
Рz доп. = (В ∙ Н2 ∙ σ и.д) / 6 ∙ ℓ = (16 ∙ 252 ∙ 20) / (6 ∙ 60) = 555,5 кгс.
максимальная нагрузка, допускаемая жесткостью резца:
Ря жестк. = (3f ∙ E∙ J) / ℓ3 = (3 ∙0,1 ∙ 20 000 ∙ 20 800) / 603 = 577,7 кгс,
Где f = 0,1 мм – допускаемая стрела прогиба резца при черновом
точении;
Е = 20 000 кгс/мм2 – модуль упругости материала державки резца;
ℓ – 60 мм вылет резца;
J – момент инерции прямоугольного сечения державки;
J = (В ∙ Н3) / 12 = (16 ∙ 253 ) / 12 = 20800 мм4.
Резец обладает достаточной прочностью и жесткостью, т.к.
Рz доп.> Рz < Рz жестк. ( 555>451<577 ).
30
5.
Конструктивные размеры резца берем по ГОСТ 18878-73, ГОСТ
18877-73 (СТ СЭВ 190-75); общая длина резца L = 140 мм; расстояние от
вершины резца до боковой поверхности в направлении главной режущей
кромки m = 6 мм; радиус закругления вершины головки резца rв = 1 мм;
пластинка из твердого сплава группы ТК, ℓ = 16 мм, форма по ГОСТ 25393-82.
6. Геометрические элементы лезвия резца подбираем по справочнику [ 4,
стр. 294-305 ], [2].
7. По ГОСТ 5688-61, ГОСТ18877-73 принимаем: качество отделки
(параметры шероховатости) передней и задней поверхности лезвия резца и
опорной поверхности корпуса; предельные отклонения габаритных размеров
резца; марку твердого сплава пластины и материала корпуса; содержание и
место маркировки.
8. Выполняем рабочий чертеж резца с указанием основных технических
требований (пример на рис.3).
31
Рисунок 3
32
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под ред.
А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1985, - 496 с.
2. Блюмберг, В.А. Справочник токаря / В.А.Блюмберг, Е.И.Зазерский. - Л.:
Машиностроение, 1984. – 340 с.
3. Зайцев, Б.Г. Справочник молодого токаря / Б.Г.Зайцев, С.Б.Рыцев. – М.:
Высшая школа, 1988. – 336 с.
4. Ординарцев, И.А. Справочник инструментальщика / И.А.Ординарцев,
Г.В.Филиппов, А.Н.Шевченко и др. - Л.: Машиностроение, 1987. -846 с.
5. Филиппов,
Г.В.
Режущий
инструмент
/
Г.В.Филиппов.
–
Л.:
Машиностроение, 1981. - 392с.
6. Френкель, С.Ш. Справочник молодого фрезеровщика / С.Ш.Френкель. –
М.: Высшая школа, 1987. - 240 с.
7. Нефедов, Н.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и
режущему
инструменту
Н.А.Нефедов,
/
К.А.Осипов.
-
М.:
Машиностроение, 1976. – 445 с.
8. Общемашиностроительные
нормативы
режимов
резания
для
технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 1.М.: Машиностроение, 1974. – 406 с.
9. Вереина, Л.И. Справочник станочника / Л.И.Вереина, М.М.Краснов. –
М: «Академия», 2008. - 560 с.
33
Приложение 1
34
35
36
37
38
39
Приложение 2
40
41
42
43
44
45
Приложение 3
46
47
48
Приложение 4
49
Приложение 5
50
51
52
53
54
Приложение 6
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69